JP6724505B2 - Onshore power supply system for ships and power supply method for ships - Google Patents

Onshore power supply system for ships and power supply method for ships Download PDF

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Description

本発明は、停泊している船舶へ陸上から電源を供給する船舶用陸上電源システム及び船舶への給電方法に関する。 The present invention relates to a ship land power supply system for supplying power from a land to a ship that is moored, and a power supply method to the ship.

この種の船舶への給電方法としては、港に停泊し、船内に発電機を備えている船舶に、陸上から電源を給電する際に、陸上からの電力と発電機からの電力との同期調整を行なう工程と、同期調整を行なった後、陸上からの電力と発電機からの電力との短時間並列運転を行なう工程と、短時間並列運転の後、発電機からの電力を遮断し、陸上からの電力によって船舶に給電する工程とを有する船舶への給電方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method of supplying power to this type of ship, when supplying power from a land to a ship that is moored at a port and has a generator inside the ship, synchronous adjustment of the power from the land and the power from the generator is performed. And the step of performing the synchronous adjustment and then performing the short-time parallel operation of the power from the land and the power from the generator. After the short-time parallel operation, shut off the power from the generator and A method of supplying power to a ship is known, which includes a step of supplying power to the ship with electric power from (for example, refer to Patent Document 1).

特開2005−237151号公報JP, 2005-237151, A

ところで、上記特許文献1に記載されている従来の船舶への給電方法では、陸上からの電力と発電機からの電力との同期調整を発電機から通常負荷に供給する電力を陸上からの電力に合わせるように、電圧計、周波数計、同期計を用いて手動で行なうようにしている。そして、同期調整が終了した後に、陸上からの電力と発電機からの電力との短時間並列運転が行なわれる。
このため、上記従来例では、同期調整に時間が掛かり、作業員の負担が大きいとともに、陸上からの電力と発電機からの電力との電圧や位相を完全に一致させることができず、位相や電圧の誤差により併入時に突入電流による擾乱を与える可能性が高いという課題がある。
By the way, in the conventional power supply method to a ship described in Patent Document 1, the power for supplying the normal load from the generator to the normal load is adjusted synchronously between the power from the land and the power from the generator. In order to match, it is done manually using a voltmeter, a frequency meter, and a synchrometer. Then, after the synchronous adjustment is completed, short-time parallel operation of the electric power from the land and the electric power from the generator is performed.
Therefore, in the above-mentioned conventional example, it takes a long time to perform the synchronous adjustment, the burden on the worker is great, and the voltage and the phase of the power from the land and the power from the generator cannot be perfectly matched, and the phase and There is a problem that there is a high possibility that a disturbance due to an inrush current will occur due to an error in voltage due to an inrush current.

そこで、本発明は、上記特許文献1に記載された従来例の課題に着目してなされたものであり、陸上電力と船舶内電力との同期を確実に行なって擾乱を生じることなく電力切換えを行なうことができる船舶用陸上電源システム及び船舶への給電方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made by paying attention to the problem of the conventional example described in Patent Document 1 described above, and ensures reliable synchronization between the onshore power and the inboard power to perform power switching without causing disturbance. An object of the present invention is to provide a land power supply system for a ship and a power supply method for the ship that can be performed.

上記目的を達成するために、本発明に係る船舶用陸上電源システムの一態様は、陸上の系統電源から入力される系統交流電力を船舶用交流電力に変換する複数の船舶用電源制御部と、該複数の船舶用電源制御部から出力される船舶用交流電力を停泊中の船舶の船舶系統電源にケーブルを介して供給する船舶用給電部とを備え、前記船舶用電源制御部はそれぞれ、入力される系統交流電力を前記船舶用交流電力に変換する電力変換部と、該力変換部から出力される船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように当該電力変換部を同期調整制御する同期調整制御部と、該同期調整制御部の同期調整制御が完了したときに、前記電力変換部をドループ制御しながら船舶内系統電源からの負荷移行を行うドループ制御部とを備えている。 In order to achieve the above object, one aspect of a land power supply system for a ship according to the present invention is a plurality of ship power supply control units that convert system AC power input from a land system power supply into ship AC power, and a marine vessel power supply unit for supplying via a cable marine AC power outputted from the plurality of marine vessel power supply control unit to the marine vessel in the system power supply of the ship at anchor, respectively the marine vessel power supply control unit, a power converter for converting line AC power input to the marine AC power, so that the power is the voltage and phase of the marine AC power output from the converter unit is aligned with the voltage and phase of the AC power in a ship And a synchronous adjustment control unit for synchronously controlling the power conversion unit, and when the synchronous adjustment control of the synchronous adjustment control unit is completed, the load conversion from the in-ship system power source is performed while the power conversion unit is droop-controlled. And a droop control unit.

また、本発明に係る船舶への給電方法の一態様は、入力側が陸上の系統電源に入力遮断器を介して接続され、出力側が船舶の系統電源に出力遮断器及び船舶給電部を介して接続され、系統交流電力を船舶用交流電力に変換する船舶用電源制御部を複数並列接続し、該各船舶用電源制御部は、系統交流電力を船舶用交流電力に変換する電力変換部と、該電力変換部の出力側に接続された出力側開閉器とを備え、前記船舶給電部にケーブルを介して停泊中の船舶の船舶内系統電源を接続するステップと、前記出力側開閉器を開状態とした状態で、前記入力遮断器及び出力遮断器を閉状態とするステップと、前記出力側開閉器の電力変換部から出力される船舶用交流電圧と、前記出力側開閉器の船舶から入力される船舶内交流電圧とを検出し、前記船舶用交流電力の電圧及び位相が前記船舶から入力される船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように前記電力変換部を同期調整制御するステップと、前記同期調整制御による電圧及び位相の同期調整が完了したときに、前記出力側開閉器を閉状態としてから前記電力変換部に対して前記各船舶用電源制御部のドループ特性を揃えて当該船舶用電源制御部間の横流を抑制するドループ制御を行なうステップと、前記船舶内系統電源の負荷分担を順次低下させて当該船舶系統電源を遮断するステップとを備えている。 Further, in one aspect of a method for supplying power to a ship according to the present invention, an input side is connected to a land system power supply via an input circuit breaker, and an output side is connected to a ship system power supply via an output circuit breaker and a ship power supply unit. A plurality of ship power supply control units that convert system AC power into ship AC power are connected in parallel, and each ship power supply control unit includes a power conversion unit that converts system AC power into ship AC power; An output side switch connected to the output side of the power conversion unit, connecting the ship power supply unit to an in-ship system power supply of the ship at berth via a cable, and the output side switch in an open state In this state, the step of closing the input circuit breaker and the output circuit breaker, the ship AC voltage output from the power conversion unit of the output side switch, and the input from the ship of the output side switch. Detecting the AC voltage inside the ship, and synchronously adjusting and controlling the power converter so that the voltage and phase of the AC power for the ship match the voltage and phase of the AC power inside the ship input from the ship. , When the synchronous adjustment of the voltage and the phase by the synchronous adjustment control is completed, the output side switch is closed and then the droop characteristics of the ship power source control units are aligned with the power conversion unit. performing a suppressing loop control lateral flow between use power control unit, the successively reducing the load sharing of the ship in the system power source and a step of blocking the vessel in the system power source.

本発明の一態様によれば、船舶内交流電力の電圧及び位相を検出し、検出した船舶内交流電力の電圧及び位相に整合するように陸上系統電源から生成した船舶用交流電力を同期調整制御するので、船舶用交流電力を船舶内交流電力に正確に一致させることができ、擾乱を生じることなく、船舶内交流電力から船舶用交流電力に切換えることができる。 According to one aspect of the present invention, the voltage and phase of the inboard AC power are detected, and the AC power for ships generated from the onshore system power supply is synchronized and controlled to match the detected voltage and phase of the inboard AC power. Therefore, the marine AC power can be accurately matched with the marine AC power, and the marine AC power can be switched to the marine AC power without causing any disturbance.

本発明に係る船舶用陸上電源システムの第1の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 1st Embodiment of the land power supply system for ships which concerns on this invention. ドループ制御の一例を説明するための簡略回路図である。It is a simplified circuit diagram for explaining an example of droop control. 出力電圧ドループ制御の無効電流と出力電圧との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the reactive current of output voltage droop control, and the relationship between output voltage. 出力周波数ドループ制御の有効電流と出力周波数との関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the effective current of output frequency droop control, and output frequency. 船舶の給電方法の説明に供するフローチャートである。It is a flow chart for explaining a power supply method for a ship. 船舶の給電停止方法の説明に供するフローチャートである。It is a flow chart for explaining a method of stopping power supply to a ship. 本発明に係る船舶用陸上電源システムの第2の実施形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows 2nd Embodiment of the land power supply system for ships which concerns on this invention. 第2の実施形態における単位インバータを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the unit inverter in 2nd Embodiment.

次に、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明の一の実施の形態に係る船舶用陸上電源システムについて図面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar reference numerals are given to the same or similar parts.
Further, the embodiments described below exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, The layout is not specified as below. Various changes can be added to the technical idea of the present invention within the technical scope defined by the claims described in the claims.
Hereinafter, a land power supply system for a ship according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

船舶用陸上電源システム10は、船舶が接岸する埠頭に配置される。図1に示すように、この船舶用陸上電源システム10は、入力遮断器12、入力側変圧器13、並列接続された複数例えば5つの船舶用電源制御部14A〜14E、出力側変圧器15、出力遮断器16及び船舶用給電部17が直列に接続された構成を有する。
入力遮断器12は、例えば電圧が10kVで周波数が50Hzの系統交流電力を供給する陸上系統電源11に接続されている。この入力遮断器12は船舶用陸上電源システム10を統括制御する例えばプログラマブルコントローラ(PLC)で構成されるシステムコントローラ18によって開閉制御される。
The onshore power supply system 10 for a ship is arranged at a wharf where a ship berths. As shown in FIG. 1, the onshore power supply system 10 for a ship includes an input circuit breaker 12, an input side transformer 13, a plurality of, for example, five ship power supply control units 14A to 14E connected in parallel, an output side transformer 15, The output circuit breaker 16 and the ship power supply unit 17 are connected in series.
The input circuit breaker 12 is connected to a land system power supply 11 that supplies system AC power having a voltage of 10 kV and a frequency of 50 Hz, for example. The input circuit breaker 12 is controlled to be opened/closed by a system controller 18, which is a programmable controller (PLC) for overall control of the marine shore power supply system 10.

入力側変圧器13は、一次側巻線が入力遮断器12に接続され、二次側巻線が船舶用電源制御部14A〜14Eに接続されている。この入力側変圧器13は、系統電源11から入力される三相の高圧の系統交流電力を降圧して低圧用の船舶用電源制御部14A〜14Eに供給する。
出力側変圧器15は、一次側巻線が船舶用電源制御部14A〜14Eに接続され、二次側巻線が出力遮断器16に接続されている。この出力側変圧器15は、船舶用電源制御部14A〜14Eから出力される三相の船舶用交流電圧を昇圧して出力遮断器16に供給するとともに、船舶内交流電力を降圧して船舶用電源制御部14A〜14Eに供給する。
The input side transformer 13 has a primary side winding connected to the input circuit breaker 12, and a secondary side winding connected to the marine vessel power supply control units 14A to 14E. The input-side transformer 13 steps down the three-phase high-voltage system AC power input from the system power supply 11 and supplies it to the low-voltage ship power supply control units 14A to 14E.
The output side transformer 15 has a primary side winding connected to the ship power supply control units 14A to 14E, and a secondary side winding connected to the output breaker 16. This output-side transformer 15 boosts the three-phase marine vessel AC voltage output from the marine vessel power supply control units 14A to 14E and supplies it to the output circuit breaker 16, and reduces the marine vessel AC power for marine vessel use. It is supplied to the power supply control units 14A to 14E.

出力遮断器16は、出力側変圧器15及び船舶用給電部17間に接続されている。この出力遮断器16は入力遮断器12と同様にシステムコントローラ18によって開閉制御される。
船舶用給電部17は船舶が接岸する埠頭に配置され、ケーブルを介して船舶内系統電源に接続される。ここで、船舶内系統電源は、大型船舶では複数の発電機を備えており、船舶のバウスラスタ等の推進補機負荷、保冷庫等の荷役用負荷、電灯等の通常負荷に系統電力を供給している。なお、推進補機負荷は推進時、接岸時や離岸時には使用するが、停泊中には使用されることはない。
The output circuit breaker 16 is connected between the output side transformer 15 and the ship power supply unit 17. The output circuit breaker 16 is controlled to open and close by the system controller 18 like the input circuit breaker 12.
The power supply unit 17 for a ship is arranged on a wharf where a ship berths and is connected to a system power supply in a ship via a cable. Here, a system power supply in a ship is equipped with a plurality of generators in a large ship, and supplies system power to a propulsion auxiliary machine load such as a bow thruster of a ship, a cargo handling load such as a cold storage, and a normal load such as an electric light. ing. The propulsion auxiliary equipment load is used during propulsion, at the time of berthing, and at the time of leaving the shore, but is not used while moored.

船舶用電源制御部14A〜14Eの構成を、船舶用電源制御部14Aを代表として説明する。この船舶用電源制御部14Aは、入力側処理部20及び出力側処理部21を備えている。
入力側処理部20は、直列に接続された入力端子tiu〜tiw、入力側フューズFiu〜Fiw、入力側開閉器SWiu〜SWiw、入力側ノイズフィルタ回路22及び第1電力変換部23を備えている。また、入力側処理部20は、入力側開閉器SWiu〜SWiw及び入力側ノイズフィルタ22と並列に接続された初期充電回路24を備えている。
The configuration of the ship power supply control units 14A to 14E will be described with the ship power supply control unit 14A as a representative. The ship power supply control unit 14A includes an input side processing unit 20 and an output side processing unit 21.
The input side processing unit 20 includes input terminals tiu to tiw, input side fuses Fiu to Fiw, input side switches SWiu to SWiw, an input side noise filter circuit 22, and a first power conversion unit 23 which are connected in series. .. The input-side processing unit 20 also includes an initial charging circuit 24 connected in parallel with the input-side switches SWiu to SWiw and the input-side noise filter 22.

入力側開閉器SWiu〜SWiwは、システムコントローラ18によって開閉制御される。
入力側ノイズフィルタ回路22は、U相ラインLu、V相ラインLv及びW相ラインのそれぞれに、直列に接続された2つのリアクトルL1及びL2と、これらリアクトルL1及びL2間の接続点に一端が接続され、他端が抵抗Ru〜Rwの一端に接続された開閉器SWfu〜SWfwと、抵抗Ru及びRwの他端間に接続されたコンデンサC0と、抵抗Ru及びRvの他端間に接続されたコンデンサC1と抵抗Rv及びRwの他端間に接続されたコンデンサC2とでLCRフィルタが構成されている。ここで、開閉器SWfu〜SWfwは、システムコントローラ18によって開閉制御される。
The input-side switches SWiu to SWiw are controlled to open/close by the system controller 18.
The input-side noise filter circuit 22 has two reactors L1 and L2 connected in series to each of the U-phase line Lu, the V-phase line Lv, and the W-phase line, and one end at a connection point between these reactors L1 and L2. The switches SWfu to SWfw, which are connected to each other, have the other ends connected to one ends of the resistors Ru to Rw, the capacitor C0 connected between the other ends of the resistors Ru and Rw, and the other ends of the resistors Ru and Rv. The capacitor C1 and the capacitor C2 connected between the other ends of the resistors Rv and Rw constitute an LCR filter. Here, the switches SWfu to SWfw are controlled to be opened and closed by the system controller 18.

第1電力変換部23は、入力側ノイズフィルタ回路22を通じて入力される低圧交流電力を直流電力に変換する順変換器で構成され、6個のスイッチング素子とこれと逆並列接続された還流ダイオードによるブリッジ回路を構成し、出力側に平滑用コンデンサCcが接続されている。この第1電力変換部23は内部コントローラ25によってスイッチング制御される。なお、スイッチング素子に代えてダイオードのブリッジ回路を適用することもできる。この場合には内部コントローラ25を省略することができる。
初期充電回路24は、抵抗Rcu〜Rcwと開閉器SWcu〜SWcwとの直列回路で構成され、開閉器SWcu〜SWcwがシステムコントローラ18によって開閉制御される。
The first power conversion unit 23 is composed of a forward converter that converts low-voltage AC power input through the input-side noise filter circuit 22 into DC power, and includes six switching elements and a freewheeling diode connected in anti-parallel thereto. A bridge circuit is formed, and a smoothing capacitor Cc is connected to the output side. The switching of the first power converter 23 is controlled by the internal controller 25. A diode bridge circuit may be applied instead of the switching element. In this case, the internal controller 25 can be omitted.
The initial charging circuit 24 is configured by a series circuit of resistors Rcu to Rcw and switches SWcu to SWcu, and the switches SWcu to SWcw are controlled to be opened and closed by the system controller 18.

出力側処理部21は、第1電力変換部23に直列に接続された第2電力変換部26、出力側ノイズフィルタ回路27、出力側開閉器SWou〜SWow、出力側フューズFou〜Fow及び出力端子tou〜towを備えている。
第2電力変換部26は、第1電力変換部23から出力される直流電力を船舶用交流電力に変換するもので、例えば6個のスイッチング素子にダイオードを逆並列接続したものを2つずつ直列に接続した3つのアームを並列に接続した構成を有する。そして、各アームの接続中点からから3相の船舶用交流電力が出力される。この第2電力変換部26は、内部コントローラ28によって各スイッチング素子がスイッチング制御される。第1電力変換部23と第2電力変換部26とで電力変換部が構成されている。
The output processing unit 21 includes a second power conversion unit 26 connected in series with the first power conversion unit 23, an output noise filter circuit 27, output switches SWou to SWow, output fuses Fou to Fow, and an output terminal. It has tou to tow.
The second power conversion unit 26 converts the DC power output from the first power conversion unit 23 into marine AC power, and, for example, two switching devices in which diodes are connected in antiparallel are connected in series two by two. It has a configuration in which three arms connected to each other are connected in parallel. Then, three-phase marine vessel AC power is output from the connection midpoint of each arm. The switching of each switching element of the second power conversion unit 26 is controlled by the internal controller 28. The first power converter 23 and the second power converter 26 constitute a power converter.

出力側ノイズフィルタ回路27は、U相ラインLu、V相ラインLv及びW相ラインのそれぞれに、直列に接続された2つのリアクトルL1及びL2と、これらリアクトルL1及びL2間の接続点に一端が接続され、他端が抵抗Ru〜Rwの一端に接続された開閉器SWfu〜SWfwと、抵抗Ru及びRwの他端間に接続されたコンデンサC0と、抵抗Ru及びRvの他端間に接続されたコンデンサC1と抵抗Rv及びRwの他端間に接続されたコンデンサC2とでLCRフィルタが構成されている。ここで、開閉器SWfu〜SWfwは、システムコントローラ18によって開閉制御される。 The output-side noise filter circuit 27 has two reactors L1 and L2 connected in series to each of the U-phase line Lu, the V-phase line Lv, and the W-phase line, and one end at a connection point between these reactors L1 and L2. The switches SWfu to SWfw, which are connected to each other, have the other ends connected to one ends of the resistors Ru to Rw, the capacitor C0 connected between the other ends of the resistors Ru and Rw, and the other ends of the resistors Ru and Rv. The capacitor C1 and the capacitor C2 connected between the other ends of the resistors Rv and Rw constitute an LCR filter. Here, the switches SWfu to SWfw are controlled to be opened/closed by the system controller 18.

また、出力側開閉器SWou〜SWowの第2電力変換部26側には第2電力変換部26から出力される船舶用交流電力の電圧を検出する第1電圧検出部29が計器用変圧器(PT)を介して接続されている。さらに、出力側開閉器SWou〜SWoの出力端子tou〜tow側には船舶内電力の電圧を検出する第2電圧検出部31が計器用変圧器(PT)32を介して接続されている。そして、第1電圧検出部29で検出された船舶用交流電力の電圧と第2電圧検出部31で検出された船舶内交流電力の電圧とが内部コントローラ28のAD変換入力端子に入力されている。 Further, on the second power conversion unit 26 side of the output side switches SWou to SWow, a first voltage detection unit 29 that detects the voltage of the marine AC power output from the second power conversion unit 26 is provided for the instrument transformer ( PT). Further, the output side switches SWou to SWo are connected at their output terminals tou to tow side with a second voltage detection unit 31 for detecting the voltage of the electric power in the ship via an instrument transformer (PT) 32. Then, the voltage of the ship AC power detected by the first voltage detector 29 and the voltage of the ship AC power detected by the second voltage detector 31 are input to the AD conversion input terminal of the internal controller 28. ..

この内部コントローラ28は、同期調整制御部28aとドループ制御部28bとを備えている。同期調整制御部28aは、船舶用交流電力の電圧及び位相を船舶内交流電力の電圧及び位相に整合させる同期調整指令値を算出し、同期調整指令値に応じたパルス幅変調(PWM)信号を生成し、生成したパルス幅変調信号を第2電力変換部26の各スイッチング素子のゲートに出力する。
ドループ制御部28bは、同期調整制御部28aでの同期調整制御が完了した後に、船舶用電源制御部14A〜14Eのそれぞれのドループ特性を揃えて船舶用電源制御部14A〜14E間の横流を抑制するドループ制御を行う。このドループ制御は、第2電力変換部26から出力される船舶用交流電力の無効電流及び有効電流を検出して電圧ドループ(垂下)制御及び周波数ドループ(垂下)制御を行う。
The internal controller 28 includes a synchronization adjustment controller 28a and a droop controller 28b. The synchronization adjustment control unit 28a calculates a synchronization adjustment command value for matching the voltage and phase of the ship AC power with the voltage and phase of the ship AC power, and outputs a pulse width modulation (PWM) signal according to the synchronization adjustment command value. The generated pulse width modulation signal is output to the gate of each switching element of the second power conversion unit 26.
The droop control unit 28b suppresses the cross current between the ship power supply control units 14A to 14E by aligning the respective droop characteristics of the ship power supply control units 14A to 14E after the synchronization adjustment control by the sync adjustment control unit 28a is completed. Perform droop control. The droop control detects a reactive current and an active current of the marine vessel AC power output from the second power conversion unit 26 and performs voltage droop (droop) control and frequency droop (droop) control.

電圧ドループ制御は、検出した無効電流をもとに図3に示す出力電圧算出マップを参照して出力電圧指令を算出する。
ここで、図3の出力電圧算出マップは、横軸を無効電流検出値Idとし、縦軸を出力電圧Voとし、無効電流検出値Idが零であるときに出力電圧Voが最大電圧Vomaxとなり、無効電流検出値Idが零から増加するにつれて出力電圧Voが徐々に所定の右下がりの勾配ΔV(1/100%程度)の特性線L11にしたがって減少するように設定されている。
The voltage droop control calculates an output voltage command by referring to the output voltage calculation map shown in FIG. 3 based on the detected reactive current.
Here, in the output voltage calculation map of FIG. 3, the horizontal axis represents the reactive current detection value Id, the vertical axis represents the output voltage Vo, and when the reactive current detection value Id is zero, the output voltage Vo becomes the maximum voltage Vomax, As the reactive current detection value Id increases from zero, the output voltage Vo is set to gradually decrease according to a characteristic line L11 having a predetermined downward sloping slope ΔV (about 1/100%).

このため、電圧ドループ制御では、無効電流検出値Idが増加すると、出力電圧Voが低下し、これによって無効電流検出値Idが減少することになり、バランス機能が発揮される。
周波数ドループ制御は、検出した有効電流をもとに図4に示す出力周波数算出マップを参照して出力周波数指令を算出する。
ここで、図4の出力周波数算出マップは、横軸を有効電流検出値Iqとし、縦軸を出力周波数foとし、有効電流検出値Iqが零であるときに出力周波数foが最大周波数fomaxとなり、有効電流検出値Iqが零から増加するにつれて出力周波数foが徐々に所定の右下がりの勾配Δf(1/100%程度)の特性線L12にしたがって減少するように設定されている。
Therefore, in the voltage droop control, when the reactive current detection value Id increases, the output voltage Vo decreases, which causes the reactive current detection value Id to decrease, and the balance function is exerted.
The frequency droop control calculates an output frequency command by referring to the output frequency calculation map shown in FIG. 4 based on the detected effective current.
Here, in the output frequency calculation map of FIG. 4, the horizontal axis represents the active current detection value Iq, the vertical axis represents the output frequency fo, and when the active current detection value Iq is zero, the output frequency fo becomes the maximum frequency fomax, As the active current detection value Iq increases from zero, the output frequency fo is set to gradually decrease according to the characteristic line L12 of a predetermined downward sloping gradient Δf (about 1/100%).

このため、周波数ドループ制御では、有効電流検出値Iqが増加すると、出力周波数が低下し、これによって有効電流検出値Iqが減少することになり、バランス機能を発揮する。
したがって、図2に簡略的に示すように、例えば船舶用電源制御部14A及び14Bのドループ特性を揃えることで船舶用電源制御部14A及び14B間の横流Icを抑制し、船舶用電源制御部14A及び14Bの電流Ia及びIbをバランスさせることができる。本実施形態のように5つの船舶用電源制御部14A〜14Eを並列に接続した場合には、全ての船舶用電源制御部14A〜14Eで電流をバランスさせることができる。
Therefore, in the frequency droop control, when the active current detection value Iq increases, the output frequency decreases, which decreases the active current detection value Iq, thereby exerting the balance function.
Therefore, as schematically shown in FIG. 2, for example, by making the droop characteristics of the ship power supply control units 14A and 14B uniform, the cross current Ic between the ship power supply control units 14A and 14B is suppressed, and the ship power supply control unit 14A. And 14B currents Ia and Ib can be balanced. When the five ship power supply control units 14A to 14E are connected in parallel as in the present embodiment, the currents can be balanced in all the ship power supply control units 14A to 14E.

次に、船舶への給電方法を図5に示すフローチャートを伴って説明する。
先ず、埠頭に船舶が停泊していない状態では、船舶用陸上電源システム10は入力遮断器12及び出力遮断器16が開放状態となっている。また、船舶用電源制御部14A〜14Eの入力側開閉器SWiu〜SWiw、出力側開閉器SWou〜SWow、入力側ノイズフィルタ回路23及び出力側ノイズフィルタ回路27のSWfu〜SWfw、初期充電回路24のスイッチSWcu〜SWcwが開状態に制御され、第1電力変換部23及び第2電力変換部26へのパルス幅変調信号が供給停止状態に制御されている。
Next, a method for supplying power to the ship will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
First, when the ship is not docked at the wharf, the input breaker 12 and the output breaker 16 of the ship land power supply system 10 are open. Further, the input side switches SWiu to SWiw of the ship power supply control units 14A to 14E, the output side switches SWou to SWow, SWfu to SWfw of the input side noise filter circuit 23 and the output side noise filter circuit 27, and the initial charging circuit 24. The switches SWcu to SWcw are controlled to be in the open state, and the pulse width modulation signals to the first power conversion unit 23 and the second power conversion unit 26 are controlled to be in the supply stop state.

この状態で、埠頭に船舶が停泊するために接岸し、陸上系統電源11の系統電力の給電を必要とする場合には、船舶内の系統電源に接続された受電設備に設けられた遮断器を開放した状態で、受電設備と船舶用給電部17との間を電源ケーブルで接続する。
この電源ケーブルの接続作業が完了したことを確認し、システムコントローラ18に起動指令が入力されると(ステップS1)、入力遮断器12を投入し(ステップS2)、次いで、船舶用電源制御部14A〜14Eの初期充電回路24のスイッチSWcu〜SWcwを閉状態とする(ステップS3)。これによって、陸上系統電源11の陸上系統交流電力が入力遮断器12を通り、入力側変圧器13で降圧されて各船舶用電源制御部14A〜14Eの入力端子tiu〜tiwを通り、初期充電回路25を通って平滑用コンデンサCcを充電し、直流電力が確立すると入力側開閉器SWiu〜SWiw、入力側ノイズフィルタ回路23のスイッチSWfu〜SWfwを閉状態とし、初期充電回路24のスイッチSWcu〜SWcwを開状態とする。
In this state, when the ship docks at the wharf to moor and needs to supply the system power of the onshore system power supply 11, the circuit breaker provided in the power receiving facility connected to the system power supply in the ship is used. In the open state, the power receiving facility and the power supply unit 17 for a ship are connected by a power cable.
When it is confirmed that the work of connecting the power cable is completed, and the start command is input to the system controller 18 (step S1), the input circuit breaker 12 is turned on (step S2), and then the ship power controller 14A. The switches SWcu to SWcw of the initial charging circuit 24 of 14E are closed (step S3). As a result, the terrestrial grid AC power of the shore grid power supply 11 passes through the input circuit breaker 12, is stepped down by the input side transformer 13, passes through the input terminals tiu to tiw of each of the ship power supply control units 14A to 14E, and the initial charging circuit. 25, the smoothing capacitor Cc is charged, and when the DC power is established, the input side switches SWiu to SWiw and the switches SWfu to SWfw of the input side noise filter circuit 23 are closed, and the switches SWcu to SWcw of the initial charging circuit 24. To open.

次いで、出力遮断器16を投入する(ステップS4)。この出力遮断器16の投入によって船舶の船舶内交流電力が電力ケーブル、船舶用給電部17、出力遮断器16を通り、出力側変圧器15で降圧されて各船舶用電源制御部14A〜14Eの出力端子tou〜towを通じて出力側開閉器SWou〜SWowの可動接点まで供給される。
次いで、全ての船舶用電源制御部14A〜14Eの内部コントローラ25から第1電力変換部23にパルス幅変調信号を供給するともに、内部コントローラ28から第2電力変換部26にパルス幅変調信号を供給する(ステップS5)。これにより、各船舶用電源制御部14A〜14Eでは、第1電力変換部23で陸上系統電源11の交流電力が入力側変圧器13で降圧された三相の低圧交流電力が直流電力に変換され、この第1電力変換部23の直流電力が第2電力変換部26で三相の船舶用交流電力に変換されて出力側ノイズフィルタ回路27を通って出力側開閉器SWou〜SWowの固定接点に供給される。この状態では、出力側開閉器SWou〜SWowが開状態を維持するので、船舶用交流電力と船舶内交流電力が併入されることはない。
Next, the output breaker 16 is turned on (step S4). By turning on the output circuit breaker 16, the in-ship AC power of the ship passes through the power cable, the ship power supply unit 17, the output circuit breaker 16 and is stepped down by the output side transformer 15 to be supplied to the ship power supply control units 14A to 14E. It is supplied to the movable contacts of the output side switches SWou to SWow through the output terminals tou to tow.
Next, the pulse width modulation signal is supplied from the internal controller 25 of all the ship power supply control units 14A to 14E to the first power conversion unit 23, and the pulse width modulation signal is supplied from the internal controller 28 to the second power conversion unit 26. Yes (step S5). As a result, in each of the ship power supply control units 14A to 14E, the three-phase low-voltage AC power in which the AC power of the land system power supply 11 has been stepped down by the input-side transformer 13 in the first power conversion unit 23 is converted into DC power. The DC power of the first power conversion unit 23 is converted into the three-phase AC power for ships by the second power conversion unit 26, passes through the output noise filter circuit 27, and becomes fixed contacts of the output switches SWou to SWow. Supplied. In this state, the output side switches SWou to SWow maintain the open state, so that the AC power for the ship and the AC power in the ship are not mixed together.

次いで、各船舶用電源制御部14A〜14Eではそれぞれ、出力側開閉器SWou〜SWowに供給される船舶用交流電力の電圧及び位相を第1電圧検出部29で検出するとともに、船舶内交流電力の電圧及び位相を第2電圧検出部31で検出し、検出した船舶用交流電力の電圧及び位相と船舶内交流電力の電圧及び位相とを内部コントローラ28のAD変換入力端子に入力する。このため、内部コントローラ28の同期調整制御部28aで第2電力変換部26から出力される船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶用交流電力の電圧及び位相と整合するように第2電力変換部26が同期調整制御される(ステップS6)。 Next, in each of the ship power supply control units 14A to 14E, the voltage and phase of the ship AC power supplied to the output side switches SWou to SWow are detected by the first voltage detection unit 29, and the ship AC power is detected. The voltage and phase are detected by the second voltage detector 31, and the detected voltage and phase of the ship AC power and the detected voltage and phase of the ship AC power are input to the AD conversion input terminal of the internal controller 28. Therefore, in the synchronization adjustment control unit 28a of the internal controller 28, the second power conversion unit so that the voltage and phase of the marine AC power output from the second power conversion unit 26 match the voltage and phase of the marine AC power. 26 is controlled for synchronization adjustment (step S6).

次いで、同期調整制御部28aによる同期調整制御が完了したか否かを判定する(ステップS7)。この判定結果が、同期調整制御が完了していないときには同期調整制御が完了するまで待機し、同期調整制御が完了したときには、全ての船舶用電源制御部14A〜14Eの出力側開閉器SWou〜SWowを投入して船舶用交流電力と船舶内交流電力との双方を船舶の負荷に供給する併入状態となる(ステップS8)。
この併入状態では、各船舶用電源制御部14A〜14Eではそれぞれドループ制御部28bで第2電力変換部26を出力電圧ドループ制御及び出力周波数ドループ制御を行なう(ステップS9)。このドループ制御によって、並列に接続された船舶用電源制御部14A〜14Wのドループ特性を揃え、各船舶用電源制御部14A〜14E間の横流を抑制して各船舶用電源制御部14A〜14Eの電流がバランスされた並列運転を行なう。
Next, it is determined whether or not the synchronization adjustment control by the synchronization adjustment controller 28a is completed (step S7). When the result of this determination is that the synchronous adjustment control is not completed, the process waits until the synchronous adjustment control is completed, and when the synchronous adjustment control is completed, the output side switches SWou to SWow of all the ship power source control units 14A to 14E. Is turned on to supply both the ship AC power and the ship AC power to the load of the ship (step S8).
In this combined state, in each of the ship power supply control units 14A to 14E, the droop control unit 28b performs the output voltage droop control and the output frequency droop control on the second power conversion unit 26 (step S9). By this droop control, the droop characteristics of the ship power supply control units 14A to 14W connected in parallel are aligned, the cross current between the ship power supply control units 14A to 14E is suppressed, and the ship power supply control units 14A to 14E are suppressed. Perform parallel operation with balanced current.

その後、船舶内系統電源に設けられた発電機のガバナを調整することにより、発電機の速度を下げて、起電力の位相を遅らせて発電機の負荷分担を徐々に軽くし、発電機の負荷分担が所定値未満となったとききに船舶側発電機用遮断器を開放する(ステップS10)。これにより、船舶内系統電源から船舶内の各負荷への電力供給が遮断され(ステップS11)、船舶用陸上電源システム10から給電される船舶用交流電力に切換えられる(ステップS12)。これにより給電制御処理を終了する。 After that, by adjusting the governor of the generator installed in the system power supply in the ship, the speed of the generator is reduced, the phase of electromotive force is delayed, the load sharing of the generator is gradually reduced, and the load of the generator is reduced. When the sharing becomes less than the predetermined value, the ship side generator circuit breaker is opened (step S10). As a result, the power supply from the in-ship system power supply to each load in the ship is shut off (step S11), and switched to the ship AC power supplied from the ship land power supply system 10 (step S12). This completes the power supply control process.

一方、船舶用陸上電源システム10から船舶内の各負荷に船舶用交流電力を給電している状態で、船舶が出港する場合には、図6に示す陸上電源停止処理が実行される。
この陸上電源停止処理は、先ず、船舶内系統電源の発電機を起動して低速運転状態として船舶側発電機用遮断器を投入する(ステップS21)。次いで、発電機のガバナを調整して発電機の速度を上げて起電力の位相を進ませることにより、発電機の負荷分担を順次重くし、発電機への負荷移行を行なう(ステップS22)。
次いで、発電機の負荷分担が所定値以上となったときに船舶用陸上電源システム10の出力遮断器16を開放する(ステップS23)。これにより、船舶用陸上電源システム10の負荷分担が切り離され、船舶内系統電源への切換えを完了する。
On the other hand, when the ship leaves the port with the ship AC power being supplied from the ship shore power supply system 10 to each load in the ship, the shore power supply stop process shown in FIG. 6 is executed.
In the onshore power supply stop process, first, the generator of the system power supply in the ship is started to bring the shipboard generator circuit breaker into the low speed operation state (step S21). Next, the governor of the generator is adjusted to increase the speed of the generator to advance the phase of the electromotive force, thereby gradually increasing the load sharing of the generator and transferring the load to the generator (step S22).
Next, when the load sharing of the generator becomes equal to or greater than a predetermined value, the output circuit breaker 16 of the onshore power supply system 10 for a ship is opened (step S23). As a result, the load sharing of the onshore power supply system for a ship 10 is separated, and the switching to the in-ship system power supply is completed.

次いで、全ての船舶用電源制御部14A〜14Eの出力側開閉器SWou〜SWowを遮断するとともに、入力側開閉器SWiu〜SWiwを遮断し、さらに全ての船舶用電源制御部14A〜14Eの第1電力変換部23及び第2電力変換部26へのパルス幅変調信号の供給を停止する(ステップS24)。
そして、最後に船舶用陸上電源システム10の入力遮断器12を遮断して船舶用陸上電源システム10の動作を停止させる。
このように、上記第1の実施形態によると、停泊する船舶の船舶内系統電源を船舶用給電部17に電力ケーブルを介して接続してから出力遮断器16を投入して、船舶内系統電源の船舶内交流電力を船舶用電源制御部14A〜14E内に出力側変圧器15で降圧して引き込む。そして、この船舶内交流電力の電圧及び位相を検出するとともに、第2電力変換部26から出力される船舶用交流電力の電圧及び位相を検出する。
Next, the output side switches SWou to SWow of all the ship power supply control units 14A to 14E are cut off, the input side switches SWiu to SWiw are cut off, and further, the first of all the ship power supply control units 14A to 14E. The supply of the pulse width modulation signal to the power conversion unit 23 and the second power conversion unit 26 is stopped (step S24).
Then, finally, the input circuit breaker 12 of the marine shore power supply system 10 is shut off to stop the operation of the marine shore power supply system 10.
As described above, according to the first embodiment, the in-ship system power supply of the ship to be moored is connected to the ship power supply section 17 via the power cable, and then the output breaker 16 is turned on to thereby supply the in-ship system power supply. The AC power in the ship is reduced by the output side transformer 15 and drawn into the ship power supply control units 14A to 14E. Then, the voltage and phase of the in-ship AC power are detected, and the voltage and phase of the ship AC power output from the second power converter 26 are detected.

そして、同期調整制御部28aによって第2電力変換部26を船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように同期調整制御を行なう。そして、船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶内交流電力の電圧及び位相と整合して同期調整制御が完了した時点で、ドループ制御部28bによる第2電力変換部26の出力電圧ドループ制御及び出力周波数ドループ制御を行なうことにより、並列に接続された各船舶用電源制御部14A〜14Eのドループ特性を揃えて、横流を抑制ながら並列運転を行なう。 Then, the synchronization adjustment control unit 28a performs the synchronization adjustment control on the second power conversion unit 26 so that the voltage and phase of the ship AC power match the voltage and phase of the ship AC power. Then, when the voltage and phase of the ship AC power match the voltage and phase of the ship AC power and the synchronization adjustment control is completed, the output voltage droop control and output of the second power converter 26 by the droop controller 28b. By performing the frequency droop control, the droop characteristics of the ship power supply control units 14A to 14E connected in parallel are made uniform, and the parallel operation is performed while suppressing the cross current.

このドループ制御中に船舶内系統電源の負荷分担を徐々に軽くしてから船舶内系統電源を負荷から切り離すことにより、瞬間停電や擾乱を生じることなく船舶内系統電源から船舶用陸上電源システムへの負荷移行を行なうことができる。
しかも、船舶用陸上電源システム10の船舶用給電部17にケーブルを介して船舶内系統電源を接続し、船舶内系統電源から船舶内交流電力を船舶用電源制御部14A〜14Eに供給するだけで、船舶内交流電力の電圧及び位相に整合させた船舶用交流電力を発生することができる。このため、船舶用系統電源から船舶用陸上電源システムへの負荷移行を短時間で容易且つ正確に行なうことができる。
During this droop control, the load distribution of the in-ship system power supply is gradually reduced and then the in-ship system power supply is disconnected from the load, so that the in-ship system power supply can be transferred to the ship's onshore power supply system without instantaneous power failure or disturbance. Load transfer can be performed.
Moreover, the in-ship system power supply is connected to the ship power supply unit 17 of the ship land power supply system 10 via a cable, and the in-ship system power supply is simply supplied to the ship power supply control units 14A to 14E. It is possible to generate marine AC power that matches the voltage and phase of the marine AC power. Therefore, the load transfer from the marine system power supply to the marine onshore power supply system can be performed easily and accurately in a short time.

また、逆に、船舶用陸上電源システム10から船舶内系統電源への負荷移行も船舶内系統電源の発電機を起動して、低速回転状態から増速することにより、負荷分担が軽い状態から重い状態に制御した状態で、出力遮断器16を遮断するだけで、負荷移行を短時間で容易且つ正確に行なうことができる。
なお、上記第1の実施形態では、複数の船舶用電源制御部14A〜14Eを並列に接続した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、船舶用電源制御部の並列数は2以上の任意数に設定することができる
On the contrary, when the load is transferred from the onshore power supply system 10 for a ship to the system power supply in the ship, by starting the generator of the system power supply in the ship and increasing the speed from the low speed rotation state, the load sharing becomes light to heavy. The load can be transferred easily and accurately in a short time only by shutting off the output circuit breaker 16 in a state where the load is controlled.
In addition, in the said 1st Embodiment, although the case where several ship power supply control parts 14A-14E were connected in parallel was demonstrated, it is not limited to this, and the parallel number of ship power supply control parts is two. It can be set to any number above .

次に、本発明の第2の実施形態について図7を伴って説明する。
この第2の実施形態では、低圧用の船舶用電源制御部に代えて高圧用の船舶用電源制御部を適用したものである。
すなわち、第2の実施形態では、図7に示すように、複数n台(nに任意の整数、この実施形態ではn=5に設定されている)の高圧用の船舶用電源制御部60A〜60Eが並列に接続されている。この船舶用電源制御部60A〜60Eのそれぞれは、入力側変圧器61と、この入力変圧器61の複数m個(mは3の倍数で本実施形態ではm=9に設定されている)の二次巻線に個別に接続された複数m個の単位インバータ62a〜62iと、これら単位インバータ62a〜62iを駆動する内部コントローラ63とで構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, a high-voltage ship power supply control unit is applied instead of the low-voltage ship power supply control unit.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, a plurality of n high-voltage ship power supply control units 60A to n (where n is an arbitrary integer, n=5 is set in this embodiment) are used. 60E is connected in parallel. Each of the marine vessel power supply control units 60A to 60E includes an input side transformer 61 and a plurality of m number of the input transformer 61 (m is a multiple of 3 and is set to m=9 in the present embodiment). It is composed of a plurality m of unit inverters 62a to 62i individually connected to the secondary winding and an internal controller 63 that drives these unit inverters 62a to 62i.

入力側変圧器61の一次巻線は入力側開閉器SWiu〜SWiwを介して入力端子tiu〜tiwに接続されている。そして、各船舶用電源制御部60A〜60Eの入力端子tiu〜tiwが入力遮断器12を介して陸上系統電源11に接続されている。
各単位インバータ62a〜62iのそれぞれは、図8に示すように、第1電力変換部CN1と平滑用コンデンサCと第2電力変換部CN2とが直列に接続されている。
第1電力変換部CN1は、6個のダイオードD1〜D6が2つずつ直列に接続されブリッジ回路で構成されている。この第1電力変換部CN1は、入力側変圧器61から入力される陸上系統電源11の交流電力を直流電力に変換する。
The primary winding of the input side transformer 61 is connected to the input terminals tiu to tiw via the input side switches SWiu to SWiw. Then, the input terminals tiu to tiw of each of the ship power supply control units 60A to 60E are connected to the land system power supply 11 via the input circuit breaker 12.
As shown in FIG. 8, each of the unit inverters 62a to 62i has a first power conversion unit CN1, a smoothing capacitor C, and a second power conversion unit CN2 connected in series.
The first power conversion unit CN1 is composed of a bridge circuit in which two six diodes D1 to D6 are connected in series. The first power converter CN1 converts the AC power of the land system power supply 11 input from the input side transformer 61 into DC power.

第2電力変換部CN2は、4個のトランジスタQ11〜Q14が2つずつ直列に接続されたブリッジ回路で構成され、各トランジスタQ11〜Q14には逆並列に還流ダイオードが接続されている。この第2電力変換部CN2は、第1電力変換部CN1から出力される直流電力を交流電力に変換するものであり、トランジスタQ11及びQ12の接続点及及びトランジスタQ13及びQ14の接続点から出力端子が導出されている。
各単位インバータ62a〜62iは3グループに分割され、グループ毎にその出力が直列に接続され、直列接続された一端が中性点として互いに接続され、他端から3相交流の一相分の交流出力を得るようにしている。
The second power conversion unit CN2 is composed of a bridge circuit in which two four transistors Q11 to Q14 are connected in series, and a freewheeling diode is connected in antiparallel to each of the transistors Q11 to Q14. The second power conversion unit CN2 is for converting DC power output from the first power conversion unit CN1 into AC power, and an output terminal from the connection point of the transistors Q11 and Q12 and the connection point of the transistors Q13 and Q14. Has been derived.
Each of the unit inverters 62a to 62i is divided into three groups, the outputs of which are connected in series for each group, one ends of which are connected in series are connected to each other as a neutral point, and the other end of the three-phase AC is equivalent to one phase of alternating current. I'm trying to get the output.

各単位インバータ62a〜62iから出力される三相交流電力は、前述した第1の実施形態と同様に、出力側ノイズフィルタ回路64、出力側開閉器SWou〜SWowを介して出力端子tou〜towに接続されている。
各船舶用電源制御部60A〜60Eの出力端子tou〜towは、第1の実施形態と同様に出力側変圧器15、出力遮断器16を介して船舶用給電部17に接続されている。
ここで、内部コントローラ63は、前述した第1の実施形態と同様に同期調整制御部63aとドループ制御部63bとを備えている。
The three-phase AC power output from each of the unit inverters 62a to 62i is output to the output terminals tou to tow via the output-side noise filter circuit 64 and the output-side switches SWou to SWow, as in the first embodiment described above. It is connected.
The output terminals tou to tow of the ship power supply control units 60A to 60E are connected to the ship power supply unit 17 via the output-side transformer 15 and the output circuit breaker 16 as in the first embodiment.
Here, the internal controller 63 includes the synchronization adjustment control unit 63a and the droop control unit 63b as in the first embodiment described above.

したがって、同期調整制御部63aでは3グループの単位インバータ62a〜62c、62d〜62f及び62g〜62iから出力される船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように同期調整制御を行なう。
ドループ制御部63bでは、船舶用交流電力の無効電流及び有効電流を検出し、検出した無効電流検出値及び有効電流検出値をもとに前述した図3の出力電圧算出マップ及び図4の出力周波数算出マップを参照して出力電圧Vo及び出力周波数foを算出する。
そして、ドループ制御部63bは、算出した出力電圧Vo及び出力周波数foに基づいて単位インバータ62a〜62c、62d〜62f及び62g〜62iを制御するパルス幅変調信号を生成し、生成したパルス幅変調信号を単位インバータ62a〜62c、62d〜62f及び62g〜62iの各トランジスタQ11〜Q14のゲートに出力する。
Therefore, in the synchronization adjustment control unit 63a, the voltage and phase of the marine vessel AC power output from the unit inverters 62a to 62c, 62d to 62f, and 62g to 62i of the three groups are matched with the voltage and phase of the vessel AC power. Performs synchronization adjustment control.
The droop control unit 63b detects the reactive current and active current of the ship AC power, and based on the detected reactive current detection value and active current detection value, the output voltage calculation map of FIG. 3 and the output frequency of FIG. 4 described above. The output voltage Vo and the output frequency fo are calculated with reference to the calculation map.
Then, the droop control unit 63b generates a pulse width modulation signal for controlling the unit inverters 62a to 62c, 62d to 62f, and 62g to 62i based on the calculated output voltage Vo and output frequency fo, and the generated pulse width modulation signal. Is output to the gates of the transistors Q11 to Q14 of the unit inverters 62a to 62c, 62d to 62f and 62g to 62i.

これにより、出力電圧ドループ制御及び出力周波数ドループ制御を行なって、各船舶用電源制御部60A〜60Eのドループ特性を揃えて、各船舶用電源制御部60A〜60E間の横流を抑制し、各船舶用電源制御部60A〜60Eの電流がバランスされた並列運転を可能とする。
この第2の実施形態では、入力側ノイズフィルタ回路、初期充電回路及び第1電力変換部が省略され、各船舶用電源制御部60A〜60Eが入力変圧器61と複数m個の単位インバータ62a〜62iで構成されていることを除いては、前述した第1の実施形態と同様の構成を有するので、前述した第1の実施形態の図5のフローチャートで、ステップS3の初期充電処理を省略したフローチャートで船舶への給電を行なうことができる。
Thereby, the output voltage droop control and the output frequency droop control are performed, the droop characteristics of the ship power supply control units 60A to 60E are aligned, and the cross current between the ship power supply control units 60A to 60E is suppressed, and each ship is controlled. This enables parallel operation in which the currents of the power supply control units 60A to 60E are balanced.
In this 2nd Embodiment, the input side noise filter circuit, the initial charging circuit, and the 1st electric power converter are abbreviate|omitted, and each ship power supply control part 60A-60E has the input transformer 61 and several m unit inverters 62a-. Since it has the same configuration as that of the above-described first embodiment except that it is configured by 62i, the initial charging process of step S3 is omitted in the flowchart of FIG. 5 of the above-described first embodiment. Power can be supplied to the ship in the flow chart.

したがって、第2の実施形態でも前述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、単位インバータ62a〜62iを除く構成を簡易化することができる。
この第2の実施形態でも、船舶用電源制御部の並列数に2以上の任意数に設定することができる
Therefore, also in the second embodiment, it is possible to obtain the same effects as the first embodiment described above, and it is possible to simplify the configuration excluding the unit inverters 62a to 62i.
Also in the second embodiment, the parallel number of the ship power supply control units can be set to an arbitrary number of 2 or more .

10…船舶用陸上電源システム、11…陸上系統電源、12…入力遮断器、13…入力変圧器、14A〜14E…船舶用電源制御部、15…出力側変圧器、16…出力遮断器、17…船舶用給電部、18…システムコントローラ、22…入力側ノイズフィルタ回路、23…第1電力変換部、24…初期充電回路、25…内部コントローラ、26…第2電力変換部、27…出力側ノイズフィルタ回路、28…内部コントローラ、28a…同期調整制御部、28b…ドループ制御部、29…第1電圧検出部、31…第2電圧検出部、60A〜60E…船舶用電源制御部、61…入力変圧器、62a〜62i…単位インバータ,63…内部コントローラ、63a…同期調整制御部、63b…ドループ制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Land power supply system for ships, 11... Land system power supply, 12... Input breaker, 13... Input transformer, 14A-14E... Ship power supply control part, 15... Output side transformer, 16... Output breaker, 17 Power supply unit for ship, 18... System controller, 22... Input side noise filter circuit, 23... First power conversion unit, 24... Initial charging circuit, 25... Internal controller, 26... Second power conversion unit, 27... Output side Noise filter circuit, 28... Internal controller, 28a... Synchronous adjustment control section, 28b... Droop control section, 29... First voltage detection section, 31... Second voltage detection section, 60A-60E... Ship power supply control section, 61... Input transformer, 62a to 62i... Unit inverter, 63... Internal controller, 63a... Synchronous adjustment control section, 63b... Droop control section

Claims (9)

陸上の系統電源から入力される系統交流電力を船舶用交流電力に変換する複数の船舶用電源制御部と、
複数の船舶用電源制御部から出力される船舶用交流電力を停泊中の船舶の船舶内系統電源にケーブルを介して供給する船舶用給電部とを備え、
前記船舶用電源制御部はそれぞれ
入力される系統交流電力を前記船舶用交流電力に変換する電力変換部と、
該電力変換部から出力される船舶用交流電力の電圧及び位相が船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように当該電力変換部を同期調整制御する同期調整制御部と、
該同期調整制御部の同期調整制御が完了したときに、前記電力変換部をドループ制御しながら船舶内系統電源からの負荷移行を行うドループ制御部とを備えていることを特徴とする船舶用陸上電源システム。
A plurality of ship power supply control units for converting grid AC power input from a land grid power supply into ship AC power;
And a marine vessel power supply unit for supplying via a cable marine AC power outputted from the plurality of marine vessel power supply control unit to the marine vessel in the system power supply of the ship at anchor,
Each the marine vessel power supply control unit,
A power conversion unit that converts the input system AC power into the ship AC power,
A synchronization adjustment control unit that performs synchronous adjustment control of the power conversion unit so that the voltage and the phase of the marine AC power output from the power conversion unit match the voltage and the phase of the in-ship AC power.
And a droop control unit for performing load transfer from the in-ship system power supply while droop controlling the power conversion unit when the synchronization adjustment control of the synchronization adjustment control unit is completed. Power system.
前記系統電源と前記船舶用電源制御部との間に接続された入力側遮断器と、
前記船舶用電源制御部と前記船舶用給電部との間に接続された変圧器と、
該変圧器の二次側に接続された出力側遮断器とを少なくとも備えていることを特徴とする請求項1に記載の船舶用陸上電源システム。
An input side circuit breaker connected between the system power supply and the ship power supply control unit,
A transformer connected between the ship power supply control unit and the ship power supply unit,
The marine land power supply system according to claim 1, further comprising at least an output-side circuit breaker connected to a secondary side of the transformer.
前記電力変換部は、陸上の系統電源から入力される系統交流電力を直流に変換し、出力側に平滑用コンデンサを有する第1電力変換部と、該第1電力変換部から出力される直流電力を船舶用交流電力に変換する第2電力変換部とを備え、前記船舶用電源制御部は、入力側開閉器と並列に前記平滑用コンデンサを初期充電する初期充電回路を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用陸上電源システム。 The power conversion unit converts system AC power input from a land-based system power supply into DC and has a first power conversion unit having a smoothing capacitor on the output side, and DC power output from the first power conversion unit. A second power conversion unit for converting the power into AC power for ships, and the power supply control unit for ships is provided with an initial charging circuit for initial charging the smoothing capacitor in parallel with an input side switch. The land power supply system for a ship according to claim 1 or 2. 前記舶用電源制御部は、前記入力側開閉器と前記第1電力変換部との間に抵抗及びコンデンサを含むフィルタ回路がフィルタ用開閉器を介して接続され、前記フィルタ用開閉器は前記初期充電回路が動作中は開状態に制御されることを特徴とする請求項3に記載の船舶用陸上電源システム。 The ship marine power control unit, said filter circuit including a resistor and a capacitor between the input switch and said first power conversion unit is connected via a filter switching device, the filter switching device is the initial The marine shore power supply system according to claim 3, wherein the charging circuit is controlled to be in an open state during operation. 前記電力変換部は、陸上の系統電源から入力される系統交流電力を直流に変換し、出力側に平滑用コンデンサを有する第1電力変換部と、該第1電力変換部から出力される直流電力を船舶用交流電力に変換する第2電力変換部とを備え、
前記船舶用電源制御部は、系統電力が供給される入力端子と前記第1電力変換部との間に接続された入力側開閉器と、前記電力変換部と出力端子との間に接続された出力側開閉器と、前記出力側開閉器の前記電力変換部側の第1電圧を検出する第1電圧検出部と、前記出力側開閉器の出力端子側の第2電圧を検出する第2電圧検出部とを備え、
前記同期調整制御部は、前記出力側開閉器を開いた状態で、前記第1電圧検出部で検出した第1電圧と前記第2電圧検出部で検出した第2電圧との電圧及び位相が整合するように前記電力変換部を同期調整制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用陸上電源システム。
The power conversion unit converts system AC power input from a land-based system power supply into DC and has a first power conversion unit having a smoothing capacitor on the output side, and DC power output from the first power conversion unit. And a second power conversion unit for converting the ship into AC power for ships,
The ship power supply control unit is connected between an input side switch connected between an input terminal to which system power is supplied and the first power conversion unit, and between the power conversion unit and the output terminal. An output-side switch, a first voltage detector that detects a first voltage on the power converter side of the output-side switch, and a second voltage that detects a second voltage on the output terminal side of the output-side switch. And a detection unit,
The synchronization adjustment control unit matches the voltage and the phase of the first voltage detected by the first voltage detection unit and the second voltage detected by the second voltage detection unit with the output side switch opened. 3. The land power supply system for a ship according to claim 1, wherein the power conversion unit is controlled so as to be synchronously adjusted.
前記電力変換部は、一次巻線に複数m個(mは3の倍数)の二次巻線を有する入力側変圧器と、該入力側変圧器の二次巻線に個別に接続された複数m個の単相交流電力を出力する単位インバータとで構成され、各単位インバータは3グループに分割され、グループ毎にその出力が直列に接続され、直列接続された一端が中性点として互いに接続され、他端から3相交流の一相分の交流出力を得るように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の船舶用陸上電源システム。 The power converter includes an input-side transformer having a plurality of m (m is a multiple of 3) secondary windings in a primary winding, and a plurality of input-side transformers individually connected to the secondary windings of the input-side transformer. It consists of m unit inverters that output single-phase AC power, and each unit inverter is divided into 3 groups, the output of each group is connected in series, and one end of the series connection is connected to each other as a neutral point. The marine land power supply system according to claim 1 or 2, which is configured to obtain an AC output for one phase of a three-phase AC from the other end. 前記船舶用電源制御部を複数並列に接続し、各船舶用電源制御部の前記ドループ制御部は、当該船舶用電源制御部のドループ特性を揃えて当該船舶用電源制御部間の横流を抑制するドループ制御を行うことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の船舶用陸上電源システム。 A plurality of the ship power supply control units are connected in parallel, and the droop control unit of each ship power supply control unit arranges the droop characteristics of the ship power supply control unit to suppress cross current between the ship power supply control units. The land power supply system for a ship according to any one of claims 1 to 6, wherein droop control is performed. 入力側が陸上の系統電源に入力遮断器を介して接続され、出力側が船舶の系統電源に出力遮断器及び船舶給電部を介して接続され、系統交流電力を船舶用交流電力に変換する船舶用電源制御部を複数並列接続し、該各船舶用電源制御部は、系統交流電力を船舶用交流電力に変換する電力変換部と、該電力変換部の出力側に接続された出力側開閉器とを備え、
前記船舶給電部にケーブルを介して停泊中の船舶の船舶内系統電源を接続するステップと、
前記出力側開閉器を開状態とした状態で、前記入力遮断器及び出力遮断器を閉状態とするステップと、
前記出力側開閉器の電力変換部から出力される船舶用交流電圧と、前記出力側開閉器の船舶から入力される船舶内交流電圧とを検出し、前記船舶用交流電力の電圧及び位相が前記船舶から入力される船舶内交流電力の電圧及び位相と整合するように前記電力変換部を同期調整制御するステップと、
前記同期調整制御による電圧及び位相の同期調整が完了したときに、前記出力側開閉器を閉状態としてから前記電力変換部に対して前記各船舶用電源制御部のドループ特性を揃えて当該船舶用電源制御部間の横流を抑制するドループ制御を行なうステップと、
前記船舶内系統電源の負荷分担を順次低下させて当該船舶系統電源を遮断するステップと
を備えたことを特徴とする船舶への給電方法。
The input side is connected to the onshore system power supply via the input circuit breaker, the output side is connected to the system power supply for the vessel via the output circuit breaker and the ship power supply unit, and the marine power supply converts the system AC power into the ship AC power. A plurality of control units are connected in parallel, and each ship power supply control unit includes a power conversion unit that converts system AC power into ship AC power, and an output-side switch that is connected to the output side of the power conversion unit. Prepare,
Connecting the vessel power supply to the vessel power supply unit of the vessel moored via a cable,
A step of closing the input circuit breaker and the output circuit breaker in a state where the output side switch is in an open state,
The marine vessel AC voltage output from the power converter of the output side switch and the inboard marine voltage input from the vessel of the output side switch are detected, and the voltage and the phase of the marine vessel AC power are the same. A step of synchronously adjusting and controlling the power conversion unit so as to match the voltage and phase of the inboard AC power input from the ship;
When the synchronous adjustment of the voltage and the phase by the synchronous adjustment control is completed, the output side switch is closed and then the droop characteristics of the respective ship power control units are aligned with the power conversion unit for the ship. A step of performing a droop control for suppressing a cross current between the power supply control units,
Power supply method for a ship, characterized in that said sequentially reduce the load sharing of the ship in the system power supply and a step of blocking the vessel in the system power source.
前記各船舶用電源制御部で船舶用交流電力を船舶の負荷に供給している状態で、前記船舶内系統電源を起動し、当該船舶内系統電源の負荷分担を順次増加させるステップと、
前記船舶内系統電源で前記船舶の負荷を賄える状態となったときに、前記出力遮断器を遮断し、前記各船舶用電源制御部の動作を停止させてから入力遮断器を開放するステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の船舶への給電方法。
In a state where the ship power supply control unit is supplying ship AC power to the load of the ship, the step of starting the ship system power supply, sequentially increasing the load sharing of the ship system power supply,
And a step of opening the input circuit breaker after shutting off the output circuit breaker and stopping the operation of each of the ship power supply control units when the ship power supply is able to cover the load of the ship. The method for supplying power to a ship according to claim 8, further comprising:
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